基于FBG的超磁致伸縮致動器建模和控制方法研究
發(fā)布時間:2022-11-07 18:51
超磁致伸縮材料是一種具有應(yīng)變大、能量轉(zhuǎn)化率高、響應(yīng)時間小、承載能力大、驅(qū)動方式簡單等特點的新型功能材料,被廣泛應(yīng)用于航空航天、光學(xué)微處理、微位移驅(qū)動、超精密加工等領(lǐng)域。但是超磁致伸縮材料存在非線性、磁滯回等固有特性,導(dǎo)致采用超磁致伸縮材料制作的超磁致伸縮致動器的輸入電壓和輸出位移之間存在嚴重磁滯非線性關(guān)系,對其定位精度和穩(wěn)定性有一定影響,研究超磁致伸縮致動器遲滯特性建模及其補償控制具有重要的實際意義。本文采用光柵光纖傳感器對超磁致伸縮致動器的動態(tài)位移進行測量,建立遲滯非線性模型,通過逆補償控制來消除超磁致伸縮致動器磁滯非線性的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)在研究現(xiàn)有的測量超磁致伸縮致動器位移方法的基礎(chǔ)上,分析光纖光柵傳感器的測量原理及特點,搭建了基于光纖光柵傳感器的實驗測量平臺。針對采集的10-100Hz正弦激勵下的超磁致伸縮致動器位移信號,采用傅立葉變換對其進行了頻譜分析,根據(jù)噪聲低特點,選用巴特沃斯濾波算法對原始信號進行處理,獲得有效信號。實驗數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果表明,將光纖光柵傳感器用于測量GMA的位移可行性,為后續(xù)的模型參數(shù)辨識提供數(shù)據(jù)支持。(2)研究了超磁致伸縮材料的基本特性以及超...
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
直接控制法系統(tǒng)框圖
論文整體框架
KEYENCE激光位移傳感器
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多場耦合下超磁致伸縮材料特性與應(yīng)用綜述[J]. 陳旭玲,朱如鵬,陳陽. 機械傳動. 2016(10)
[2]超磁致伸縮作動器小回線動態(tài)J-A模型[J]. 高曉輝,劉永光,裴忠才. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2016(12)
[3]超磁致伸縮致動器的小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋逆補償-模糊PID控制[J]. 孟愛華,劉成龍,陳文藝,楊劍鋒,李明范. 光學(xué)精密工程. 2015(03)
[4]J-A模型誤差修正和溫度特性仿真[J]. 李超,徐啟峰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(09)
[5]智能材料研究進展[J]. 張新民. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2013(Z2)
[6]超磁致伸縮作動器的率相關(guān)建模與跟蹤控制[J]. 郭詠新,毛劍琴. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2013(10)
[7]超磁致伸縮致動器的基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定PID控制[J]. 王麗梅,董桉吉. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2013(05)
[8]Experimental characterization and modeling of stress-dependent hysteresis of a giant magnetostrictive actuator[J]. ZHANG Zhen,MAO JianQin,ZHOU KeMin. Science China(Technological Sciences). 2013(03)
[9]巨磁致伸縮材料及應(yīng)用研究進展[J]. 劉敬華,張?zhí)禧?王敬民,蔣成保. 中國材料進展. 2012(04)
[10]壓電陶瓷執(zhí)行器的動態(tài)模型辨識與控制[J]. 陳輝,譚永紅,周杏鵬,張亞紅,董瑞麗. 光學(xué)精密工程. 2012(01)
博士論文
[1]壓電作動器遲滯非線性建模與補償控制研究[D]. 李巍.華中科技大學(xué) 2013
[2]超磁致伸縮致動器驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李永.山東大學(xué) 2013
[3]超磁致伸縮執(zhí)行器的本征非線性研究及其補償控制[D]. 田春.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]PZT基多層壓電陶瓷的制備及作動器件[D]. 范抗抗.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]基于Bouc-Wen模型的RC框架梁-柱節(jié)點與結(jié)構(gòu)抗震性能分析[D]. 杜文晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Bouc-Wen土體動力本構(gòu)模型及其閾值應(yīng)變研究[D]. 魯麗雪.大連理工大學(xué) 2013
[4]超磁致伸縮驅(qū)動器建模及驅(qū)動控制研究[D]. 趙寅.上海交通大學(xué) 2013
[5]傳感器與作動器一體化的壓電智能結(jié)構(gòu)研究[D]. 趙小興.華中科技大學(xué) 2013
[6]GMM動態(tài)遲滯特性建模及其參數(shù)辨識[D]. 何漢林.杭州電子科技大學(xué) 2012
[7]超磁致伸縮執(zhí)行器特性分析及其控制策略研究[D]. 陶玉昆.河南理工大學(xué) 2010
[8]超磁致伸縮驅(qū)動器精密位移驅(qū)動控制研究[D]. 徐彭有.上海交通大學(xué) 2010
[9]基于Prandtl-Ishlinskii模型的GMA精密定位研究[D]. 甄玉云.武漢理工大學(xué) 2009
本文編號:3704218
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
直接控制法系統(tǒng)框圖
論文整體框架
KEYENCE激光位移傳感器
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多場耦合下超磁致伸縮材料特性與應(yīng)用綜述[J]. 陳旭玲,朱如鵬,陳陽. 機械傳動. 2016(10)
[2]超磁致伸縮作動器小回線動態(tài)J-A模型[J]. 高曉輝,劉永光,裴忠才. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2016(12)
[3]超磁致伸縮致動器的小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋逆補償-模糊PID控制[J]. 孟愛華,劉成龍,陳文藝,楊劍鋒,李明范. 光學(xué)精密工程. 2015(03)
[4]J-A模型誤差修正和溫度特性仿真[J]. 李超,徐啟峰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(09)
[5]智能材料研究進展[J]. 張新民. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2013(Z2)
[6]超磁致伸縮作動器的率相關(guān)建模與跟蹤控制[J]. 郭詠新,毛劍琴. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2013(10)
[7]超磁致伸縮致動器的基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定PID控制[J]. 王麗梅,董桉吉. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2013(05)
[8]Experimental characterization and modeling of stress-dependent hysteresis of a giant magnetostrictive actuator[J]. ZHANG Zhen,MAO JianQin,ZHOU KeMin. Science China(Technological Sciences). 2013(03)
[9]巨磁致伸縮材料及應(yīng)用研究進展[J]. 劉敬華,張?zhí)禧?王敬民,蔣成保. 中國材料進展. 2012(04)
[10]壓電陶瓷執(zhí)行器的動態(tài)模型辨識與控制[J]. 陳輝,譚永紅,周杏鵬,張亞紅,董瑞麗. 光學(xué)精密工程. 2012(01)
博士論文
[1]壓電作動器遲滯非線性建模與補償控制研究[D]. 李巍.華中科技大學(xué) 2013
[2]超磁致伸縮致動器驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李永.山東大學(xué) 2013
[3]超磁致伸縮執(zhí)行器的本征非線性研究及其補償控制[D]. 田春.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]PZT基多層壓電陶瓷的制備及作動器件[D]. 范抗抗.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]基于Bouc-Wen模型的RC框架梁-柱節(jié)點與結(jié)構(gòu)抗震性能分析[D]. 杜文晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Bouc-Wen土體動力本構(gòu)模型及其閾值應(yīng)變研究[D]. 魯麗雪.大連理工大學(xué) 2013
[4]超磁致伸縮驅(qū)動器建模及驅(qū)動控制研究[D]. 趙寅.上海交通大學(xué) 2013
[5]傳感器與作動器一體化的壓電智能結(jié)構(gòu)研究[D]. 趙小興.華中科技大學(xué) 2013
[6]GMM動態(tài)遲滯特性建模及其參數(shù)辨識[D]. 何漢林.杭州電子科技大學(xué) 2012
[7]超磁致伸縮執(zhí)行器特性分析及其控制策略研究[D]. 陶玉昆.河南理工大學(xué) 2010
[8]超磁致伸縮驅(qū)動器精密位移驅(qū)動控制研究[D]. 徐彭有.上海交通大學(xué) 2010
[9]基于Prandtl-Ishlinskii模型的GMA精密定位研究[D]. 甄玉云.武漢理工大學(xué) 2009
本文編號:3704218
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